區別如下:
高速鋼是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼,又稱版高速工具鋼或鋒鋼,俗稱權白鋼。高速鋼是美國的F.W.泰勒和M.懷特於1898年創制的。
高速鋼的工藝性能好,強度和韌性配合好,因此主要用來製造復雜的薄刃和耐沖擊的金屬切削刀具,也可製造高溫軸承和冷擠壓模具等。除用熔煉方法生產的高速鋼外,20世紀60年代以後又出現了粉末冶金高速鋼,它的優點是避免了熔煉法生產所造成的碳化物偏析而引起機械性能降低和熱處理變形。
高碳鋼(High Carbon Steel)常稱工具鋼 , 含碳量從0.60%至1.70%, 可以淬硬和回火。錘, 撬棍等由含碳量0.75%的鋼製造; 切削工具如鑽頭, 絲攻, 鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼製造。
不銹鋼(Stainless Steel)是不銹耐酸鋼的簡稱,耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼;而將耐化學腐蝕介質(酸、鹼、鹽等化學浸蝕)腐蝕的鋼種稱為耐酸鋼。由於兩者在化學成分上的差異而使他們的耐蝕性不同,普通不銹鋼一般不耐化學介質腐蝕,而耐酸鋼則一般均具有不銹性。
B. 高速鋼還是高碳鋼硬
高速鋼比較硬。
高速鋼是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼,又稱高速工具鋼或鋒鋼,俗稱白鋼。
高速鋼製造切削工具,除因其具有高硬度、高耐磨性和足夠的韌性之外,還有一個重要因素是具有紅硬性。
高碳鋼在經適當熱處理或冷拔硬化後,具有高的強度和硬度、高的彈性極限和疲勞極限(尤其是缺口疲勞極限),切削性能尚可,但焊接性能和冷塑性變形能力差。
高碳鋼優點:
1、熱處理後可以得到高的硬度和較好的耐磨性。
2、退火狀態下硬度適中,具有較好的可切削性。
3、原材料易得,生產成本低。
(2)高碳鋼和高速鋼哪個貴擴展閱讀
鋼
鋼,是對含碳量質量百分比介於0.02%至2.11%之間的鐵碳合金的統稱。鋼的化學成分可以有很大變化,只含碳元素的鋼稱為碳素鋼(碳鋼)或普通鋼;在實際生產中,鋼往往根據用途的不同含有不同的合金元素,比如:錳、鎳、釩等等。
人類對鋼的應用和研究歷史相當悠久,但是直到19世紀貝氏煉鋼法發明之前,鋼的製取都是一項高成本低效率的工作。如今,鋼以其低廉的價格、可靠的性能成為世界上使用最多的材料之一,是建築業、製造業和人們日常生活中不可或缺的成分。可以說鋼是現代社會的物質基礎。
定義
中華人民共和國國家標准GB/T 13304-91《鋼分類》描述:「以鐵為主要元素、含碳量一般在2%以下,並含有其他元素的材料。」其中的一般是指除鉻鋼外的其他鋼種,部分鉻鋼的含碳量允許大於2%。含碳量大於2%的鐵合金是鑄鐵。其他國際標准如ISO 4948或EN 10020中對鋼的定義也與此類似。
嚴格地說,鋼是含碳量在0.0218%-2.11[1]%之間的鐵碳合金。我們通常將其與鐵合稱為鋼鐵,為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。其它成分是為了使鋼材性能有所區別。以下以字母順序列出重要的鋼材,他們包含以下成分,現將它們的功能特性一並介紹:
碳(Carbon)
存在於所有的鋼材,是最重要的硬化元素。有助於增加鋼材的強度,我們通常希望刀具級別的鋼材擁有0.6%以上的碳,也稱為高碳鋼。
鉻(Chromium)
增加耐磨損性,硬度,最重要的是耐腐蝕性,擁有13%以上的認為是不銹鋼。盡管這么叫,如果保養不當,所有鋼材都會生銹。
錳(Manganese)
重要的奧氏體穩定元素,有助於生成紋理結構,增加堅固性和強度及耐磨損性。在熱處理和卷壓過程中使鋼材內部脫氧,出現在大多數的刀剪用鋼材中,除了A-2,L-6和CPM 420V。
鉬(Molybdenum)
碳化作用劑,防止鋼材變脆,在高溫時保持鋼材的強度,出現在很多鋼材中,空氣硬化鋼(例如A-2,ATS-34)總是包含1%或者更多的鉬,這樣它們才能在空氣中變硬。
鎳(Nickle)
保持強度、抗腐蝕性、和韌性。出現在L-6AUS-6和AUS-8中。
硅(Silicon)
有助於增強強度。和錳一樣,硅在鋼的生產過程中用於保持鋼材的強度。
鎢(Tungsten)
增強抗磨損性。將鎢和適當比例的鉻或錳混合用於製造高速鋼。在高速鋼M-2中就含有大量的鎢。
釩(Vanadium)
增強抗磨損能力和延展性。在許多種鋼材中都含有釩,其中M-2,Vascowear,CPM T440V和420VA含有大量的釩。而BG-42與ATS-34最大的不同就是前者含有釩。
磷(Phosphorus)
是有害元素,降低鋼的塑性和韌性,出現冷脆性,能使鋼的強度顯著提高,同時提高大氣腐蝕穩定性,含量應該限制在0.05%以下。
硫(Sulfur)
通常硫是有害元素,使鋼熱脆性大,含量限制在0.05%以下。但是易切削鋼的硫含量高,可達0.08%~0.40%。
鋼指含碳量小於2%的鐵碳合金。根據成分不同,又可分為碳素鋼和合金鋼。根據性能和用途不同,又可分為結構鋼、工具鋼和特殊性能鋼。
應用歷史
在人類發明煉鐵之後不久,就學會了煉鋼。由於鋼較之最初的生鐵有更好的物理、化學、機械性能,所以很快就得到大量的應用。但是由於技術條件的限制,人們對鋼的應用一直受到鋼的產量的限制,直到十八世紀工業革命之後,鋼的應用才得到了突飛猛進的發展。
鋼可以鑄成不銹鋼去味皂來出售。不銹鋼去味皂是一種用不銹鋼打造的特殊鋼塊,永遠不會變小,使用時如同一般香皂的用法,這種不銹鋼去味皂來自於德國 ,它不能去污,但能除臭,沾滿腥味的手,用不銹鋼去味皂洗過30至40秒,能使腥味消失。但通常意義上,此類商業應用並無多大發展前途,因為不銹鋼去腥味的特性並不能持久,一般為半年左右,目前國內電子商務誇張了其功效,此類產品產地一般在國內,但往往被套上德國技術的稱號而牟取暴利。
製取
生鐵中的含碳量比鋼高( 生鐵碳含量為2%-4.3%),生鐵經過高溫煅燒,其中的碳和氧氣反應生成二氧化碳,由此降低鐵中的含碳量,就成了鋼. 多次冶煉精度更高。
結晶
簡介
從鋼液中產生晶體的過程,也稱液態結晶或一次結晶。隨著熱量的導出,晶體從無到有(形核),由小變大(晶體長大),直至液體全部轉為固體(晶體),完成結晶過程。鋼液的結晶過程決定著鋼錠或鑄件的結晶組織及物理、化學不均勻性,從而影響到鋼的機械、物理和化學性能。控制鋼的結晶過程是提高鋼的質量和性能的重要手段之一。
溫度范圍
鋼液不是純金屬,而是以Fe為基的含有一定量C、Si、Mn及其他一些元素的多元合金。因此,它的結晶過程不是在某一固定的溫度(熔點)進行,而是在一定的溫度范圍內完成的。在平衡結晶條件下,鋼液溫度降至其液相線溫度(tL)時開始出現晶體,而達到固相線溫度(ts)時結晶方告結束。此液相線和固相線間的溫度區間,即tL-ts=Δtc。
便稱為該合金的結晶溫度范圍。某一鋼種的結晶溫度范圍主要取決於所含元素的性質及其含量,並可由鐵與相應元素的二元或三元相圖來確定。各元素對結晶溫度范圍的影響可近似地看成可加和的。即某一具體鋼種的結晶溫度范圍。
結晶兩相區
鋼液凝固時,在靠近模壁的固相(凝固層)與內部液相之間存在著一個過渡區—兩相區(圖1),即在凝固著的鋼錠內,存在三個區域:固相區、兩相區、液相區。鋼液的結晶即形核和晶核長大過程只在兩相區進行。
鋼錠的凝固就是兩相區由鋼錠表面向錠心的推移過程:當液相等溫線到達鋼錠內某一部位時,結晶開始;而固相等溫線達到某一部位時,該處結晶便告結束,全部轉變為固體。液相等溫線和固相等溫線到達錠內某一指定點的時間間隔,即該點從液相線溫度降至固相等溫線所經歷的時間,稱作該點的本地凝固時間,常以q表示之。本地凝固時間與該處的平均冷卻速度成反比。
由於鋼錠內不同部位的傳熱條件差異很大,因此不同部位的本地凝固時間會有很大的不同,從而引起結晶組織的不同。鋼錠內液相等溫線和固相等溫線間的距離稱作兩相區寬度,以△x表示之。且有。兩相區窄有利於柱狀晶發展,而兩相區寬有利於等軸晶發展。
形成原因
合金凝固時,由於溶質在固相中和在液相中的溶解度不同,而產生選分結晶(也稱脫溶或液析)現象。即伴隨結晶的進行,在凝固前沿不斷有溶質析出(K<1時),使液相同溶質濃度逐漸增加。在平衡結晶時,溶質在固、液兩相中的均勻擴散都得以充分進行,因而並不產生偏析。但在鋼液的實際凝固過程中,溶質在兩相,特別是在固相中的擴散不能充分進行。
結果析出的溶質不斷在凝固前沿的母液中富集,形成濃度很高的溶質偏析層,此偏析層內熔體的液相線溫度相對於成分未變之母液的液相線溫度有所降低,因而使凝固前沿處熔體的過冷減小。這一現象對凝固組織有很大的影響。極端情況下(固相不均化、液相不混合)凝固前沿出現溶質最大的富集情況。
其溶質的分布可用下式來描述:式中C L(x)為距凝固前沿x處液相中溶質濃度;C0為合金熔體中溶質的初始濃度;K為溶質的平衡分配系數,K=C0/CL導;R為結晶速度;DL為溶質在液相中的擴散系數。設K為常數(液、固相線為直線),且液相線斜率為m,則與凝固前沿溶質濃度相對應的液相線溫度分布可用t L(x) =t0-mC L(x) =t0-mC0(1+1-k/k e -R/DLx)來描述。C L(x)及t L(x)的變化如圖2所示。
可見C L(x)隨距凝固前沿距離增加而減小,t L(x)隨距凝固前沿距離的增加而增高。在凝固前沿(x=O)處。熔體液相線溫度tL與熔體實際溫度之差稱過冷,即Δt =tL-te。當達到穩定態結晶時,凝固前沿處tL=te=ts此時,液相線溫度分布曲線與實際溫度分布曲線所圍成的區域(圖2陰影區)稱組成過冷區。
組成過冷的出現,必將終止原有凝固界面的繼續推進,並且當其凝固前沿前方過冷較大處的過冷超過生核所需的過冷度Δt ﹡ 時,將在凝固界面前方形成新的晶核。這是鋼錠結晶組織由柱狀晶向等軸晶轉變的一種有說服力的解釋。
樹枝晶生長
晶體生長方式,即凝固前沿推進的方式取決於凝固前沿組成過冷的大小。當組成過冷從無到有、由小變大時,凝固前沿將由平滑無組織狀態演變為胞狀直至樹枝狀、內生生長。對於鋼錠的實際凝固條件下,在大部分凝固期間,凝固前沿是以樹枝狀或內生狀態生長,最終得到樹枝狀晶的晶體結構。
晶體總是以原子排列最緊密的面與液相接觸,以使表面能最小。對面心立方晶格的γ一Fe來說,密排面為{111}面,所以開始析出的晶體呈八面體外形。隨著結晶的進行,由於選分結晶在凝固前沿形成溶質富集層,這時晶體便從表面溶質濃度富集較少的部位—八面體的頂端沿[111]方向凸出生長,形成樹枝晶的一次軸(主幹)。
接著,一次軸沿八面體的棱邊——溶質濃度次低處優先長粗。當一次軸表面處組成過冷進一步增加時,又會在一次軸晶體缺陷處形成與一次軸相垂直的二次枝晶——二次軸。隨後還可能形成三次枝晶、四次枝晶等,每個晶干不斷長粗和長出更高次枝晶,直至彼此相遇。最後充滿整個樹枝晶各枝幹間,形成一個晶粒。
根據生長方式的不同,可得到3種不同形狀的樹枝晶:
柱狀晶。只有一個方向上的一次軸得到突出發展的樹枝狀晶。該一次軸稱為主軸。當組成過冷小時,枝晶狀長大所得到的柱狀晶,二次枝晶不發達,類似於棒狀晶。隨著組成過冷的增加,柱狀晶的高次枝晶逐步得到發展。
等軸晶。各方向都得到較均勻發展的樹枝狀晶。只有內生生長時才形成等軸晶。
粒狀晶。枝晶不發達的樹枝狀晶,也稱球雛晶。只有在散熱強度極小時,如鋼錠和鑄件的熱中心處才可見到粒狀品。
鋼材市場
需求及供給
2012年國內鋼市已出現供需僵持的典型特徵,6月份每噸鋼材價格平均的上下波動幅度不足50元。商家稱之為「不上不下的尷尬市場」;建築鋼市難以實現有效的反彈,下游需求整體萎縮[4]。
據監測,整個6月份建築鋼材市場的表現是漲跌均乏力,有人形象地說,不是「漲盤」也不是「跌盤」,是一個地地道道的「冷盤」。建築鋼的終端采購量還是處於低位,往年的季節性特點基本沒有體現。一些商家反映,鋼市看著好像在築底,「但到底是不是市場的底,心裡卻一點沒底」。
鋼鐵業需求萎縮、供給不減的雙重矛盾,始終無法在行業的一個「大決心」中得以緩解。鋼廠「不痛不癢」的減產,讓人感覺廠家處於被不少顧慮牽制的被動狀態。據最新數據,5月份國內粗鋼和鋼材日均產量雖有下降,但仍高於前4個月的平均日產水平。
6月中旬國內粗鋼日產量的預估值仍在接近200萬噸的高位,說明鋼廠減產、限產的量還很少。高溫多雨的傳統消費淡季將至,粗鋼產量的高位運行,將使得市場的供需矛盾進一步加劇。鋼材庫存也是這樣,雖在下降通道,但周期拉得特別長,主要品種連續18周的減倉幅度尚不足20%。
由於鋼鐵產量釋放無法有效遏制,刺激上游礦價「伺機」上行。6月份以來,內礦價格連續上漲,累計的噸價漲幅已達70元。不過,鋼廠的采購還是較為理性,市場成交不盡如人意。在這種態勢下,後期礦價進一步上漲的難度也是比較大的。
進口鐵礦石的報價也在明顯回升,1個月內累計噸價漲幅達5美元左右。礦市的悲觀心態略有好轉,部分鋼廠的采購有所增加。但是,礦價一漲,直接的市場反應就是采購商趨於觀望,「這也是一種天然的制約」。
鋼鐵工業運行
一、產量創歷史最高水平。2013年1-6月,全國累計生產粗鋼3.9億噸,同比增長7.4%,增速較去年同期提高5.6個百分點。前6個月,粗鋼日均產量215.4萬噸,相當於年產粗鋼7.86億噸水平。其中,2月份達到歷史最高的220.8萬噸,3-6月份雖有回落,但仍保持在210萬噸以上較高水平。
分省區看,1-6月,河北、江蘇兩省粗鋼產量同比分別增長6.8%和13.2%,兩省合計新增產量佔全國2694萬噸增量的42.4%,另有山西、遼寧、河南和雲南等省增產也在100萬噸以上。分企業類型看,1-6月,重點大中型鋼鐵企業粗鋼產量同比增長5.5%,低於全國平均增幅2個百分點,但仍有60%的增產來自重點大中型鋼鐵企業。
二、鋼材價格低位運行。2013年1-6月,國內鋼材市場整體表現低迷。隨著粗鋼產能大幅釋放,市場供需陷入失衡狀態,鋼材價格步入下降通道,已弱勢下跌4個多月。截止7月26日,鋼材價格指數降到100.48點,低於年初6.6點。鋼鐵工業協會重點統計的八個鋼材品種價格比年初均有不同程度的下降,平均跌幅5.7%。分品種來看,占我國鋼材產量比重較大的建築用線材、螺紋鋼價格跌幅分別達4.9%和6.7%,中厚板和熱軋卷板價格跌幅分別達5.7%和9.7%。
三、鋼材出口增長較快。國內鋼材市場供需失衡刺激企業出口。1-6月,我國累計出口鋼材3069萬噸,同比增長12.6%;進口鋼材683萬噸,下降1.8%,進口鋼坯和鋼錠32萬噸,增長50%。將坯材摺合粗鋼,累計凈出口2506萬噸,同比增長17.3%,占我國粗鋼產量的6.4%。從出口價格看,1-6月出口棒線材均價624.3美元/噸,同比下降18%;板材835.2美元/噸,同比下降2.8%。
四、鋼廠及社會庫存高位運行。市場供需矛盾向流通領域蔓延,國內鋼材庫存延續上年末增長態勢。3月15日達到歷史最高的2252萬噸,比上年最高點增加351萬噸,其中建築鋼材庫存1432萬噸,占庫存總量的63.6%。
之後,隨著季節性消費增加,庫存逐漸回落,7月26日降至1540萬噸。市場供大於求也推高鋼廠庫存,3月中旬重點企業鋼材庫存創歷史記錄,達到1451萬噸,同比增長29.7%,6月下旬降至1268萬噸,仍比年初增長29.9%,比2012年同期增長11.4%。
五、鋼廠盈利水平逐月下滑。2013年上半年,冶金行業實現利潤736.9億元,同比增長13.7%,其中黑色金屬冶煉和壓延加工業實現利潤454.4億元,同比增長22.7%。1-5月份重點大中型鋼鐵企業的盈利狀況遠不如行業總體水平,並呈逐月下降態勢,盡管實現利潤增長34%,但也僅有28億元,銷售利潤率為0.19%。5月當月,86家重點大中型鋼鐵企業僅實現利潤1.5億元,連續5個月環比下滑,其中34家虧損,虧損面高達40%。
六、鋼鐵行業固定資產投資增幅明顯回落。2013年1-6月,鋼鐵行業固定資產投資3035億元,同比增長4.3%,其中黑色金屬冶煉及壓延投資2356億元,同比增長3.3%,比2012年同期回落6.1個百分點;黑色金屬礦采選投資679億元,同比增長7.8%,增速大幅回落15個百分點。
相關觀點
相關機構分析師認為,工地開工以及施工進度沒有明顯的加快動向,建築鋼的需求釋放總體仍將處於低位。在需求無法有效啟動的情況下,如果要打破鋼市供需僵持的局面,只有倒逼鋼廠實質性減產,進而拉動原料價格合理回歸,逐步減輕鋼市供需的失衡狀態。在這個實質性進程沒有有效啟動之前,鋼市只能延續震盪築底。
參考資料來源:網路-鋼
C. 高速鋼和高碳鋼哪個好
高速鋼好。
高速鋼是一種具有優異切削性能的工具鋼,具有高硬度、高耐磨性和高熱穩定性的特點。高速鋼在切削加工中能夠保持較長時間的刀具壽命,並且能夠高效地完成加工任務。相比之下,高碳鋼雖然也具有一定的硬度和耐磨性,但在高速切削條件下容易產生熱軟化現象,導致刀具失效。因此,綜合考慮切削性能和耐用性,高速鋼更適合用於高速切削加工。
D. 什麼是高速鋼
高速鋼
1.概述
高速鋼又名風鋼或鋒鋼,意思是淬火時即使在空氣中冷卻也能硬化,並且很鋒利。它是一種成分復雜的合金鋼,含有鎢、鉬、鉻、釩等碳化物形成元素。合金元素總量達10~25%左右。它在高速切削產生高熱情況下(約500℃)仍能保持高的硬度,HRC能在60以上。這就是高速鋼最主要的特性——紅硬性。而碳素工具鋼經淬火和低溫回火後,在室溫下雖有很高的硬度,但當溫度高於200℃時,硬度便急劇下降,在500℃硬度已降到與退火狀態相似的程度,完全喪失了切削金屬的能力,這就限制了碳素工具鋼製作切削工具用。而高速鋼由於紅硬性好,彌補了碳素工具鋼的致命缺點,可以用來製造切削工具。
高速鋼的熱處理工藝較為復雜,必須經過退火、淬火、回火等一系列過程。退火的目的是消除應力,降低硬度,使顯微組織均勻,便於淬火。退火溫度一般為860~880℃。淬火時由於它的導熱性差一般分兩階段進行。先在800~850℃預熱(以免引起大的熱應力),然後迅速加 熱到淬火溫度1220~1250℃,後油冷。工廠均採用鹽爐加熱。淬火後因內部組織還保留一部分(約30%)殘余奧氏體沒有轉變成馬氏體,影響了高速鋼的性能。為使殘余奧氏體轉變,進一步提高硬度和耐磨性,一般要進行2~3次回火,回火溫度560℃,每次保溫1小時。
(1)生產製造方法:通常採用電爐生產,近來曾採用粉末冶金方法生產高速鋼,使碳化物呈極細小的顆粒均勻地分布在基體上,提高了使用壽命。
(2)用途:用於製造各種切削工具。如車刀、鈷頭、滾刀、機用鋸條及要求高的模具等。
2.主要生產廠
我國大連鋼廠、重慶鋼廠、上海鋼廠是生產高速鋼的主要生產廠。
3.主要進口生產國家
我國主要從日本、俄羅斯、德國、巴西等國進口。
4.種類
有鎢系高速鋼和鉬系高速鋼兩大類。鎢系高速鋼有W18Cr4V,鉬系高速鋼有W6Mo5Cr4V2等。
5.規格和外觀質量
規格主要有圓鋼和方鋼。鋼材的表面要加工良好,不得有肉眼可見的裂紋、折疊、結疤和發紋。冷拔鋼材表面應潔凈、光滑、無夾雜和氧化皮等。
高速鋼是一種含多量碳(C)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等元素的高合金鋼,熱處理後具有高熱硬性。當切削溫度高達600℃以上時,硬度仍無明顯下降,用其製造的刀具切削速度可達每分鍾60米以上,而得其名。高速鋼按化學成分可分為普通高速鋼及高性能高速鋼,按製造工藝可分為熔煉高速鋼及粉末冶金高速鋼。
普通高速鋼
圖一: 高速鋼是製造形狀復雜、磨削困難的刀具的主要材料。
普通高速鋼可滿足一般需求。常見的普通高速鋼有兩種,鎢系高速鋼和鎢鉬系高速鋼。
鎢系高速鋼
典型牌號為W18Cr4V,熱處理硬度可達63-66HRC,抗彎強度可達3500MPa,可磨性好。
鎢鉬系高速鋼
典型牌號為W6Mo5Cr4V2,目前正在取代鎢系高速鋼,具有碳化物細小分布均勻,耐磨性高,成本低等一系列優點。熱處理硬度同上,抗彎強度達4700MPa,韌性及熱塑性比w18Cr4V提高50%。常用於製造各種工具,例如鑽頭、絲錐、銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等,可以滿足加工一般工程材料的要求。只是它的脫碳敏感性稍強。
另一牌號的普通高速鋼為W9Mo3Cr4V,這是中國近幾年發展起來的新品種。強度及熱塑性略高於W6Mo5Cr4V2,硬度為HRC63-64,與韌性相配合,容易軋制、鍛造,熱處理工藝范圍寬,脫碳敏感性小,成本更低。這三個牌號的普通高速鋼在中國市場的比例分別為:W18Cr4V,16.5%;W6Mo5Cr4V2,69%;W9Mo3Cr4V,11%。
高性能高速鋼
高性能高速鋼具有更好的硬度和熱硬性,這是通過改變高速鋼的化學成分,提高性能而發展起來的新品種。它具有更高的硬度、熱硬性,切削溫度達攝氏650度時,硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性為普通高速鋼的1.5-3倍,適用於製造加工高溫合金、不銹鋼、鈦合金、高強度鋼等難加工材料的刀具。
主要品種有4種,分別為高碳系高速鋼、高釩系高速鋼、含鈷系高速鋼和鋁高速鋼。
高碳系高速鋼
牌號為9w18Cr4V,因含碳量高(0.9%),故硬度、耐磨性及熱硬性都比較好。用其製造的刀具在切削不銹鋼、耐熱合金等難加工材料時,壽命顯著提高,但其抗彎強度為3000MPa,沖擊韌性較低,熱處理工藝要求嚴格。
高釩系高速鋼
牌號有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美國牌號M3),含釩量達3-4%,使耐磨性大大提高,但隨之帶來的是可磨性變差。高釩系高速鋼的使用及發展還需要依賴於磨削工藝及砂輪技術的發展。
鈷高速鋼
牌號有W2Mo9Cr4VCo8(美國牌號M42)。其特點為:含釩量不高(1%),含鈷量高(8%),鈷能促使碳化物在淬火加熱時更多地溶解在基體內,利用高的基體硬度來提高耐磨性。這種高速鋼硬度、熱硬性、耐磨性及可磨性都很好。熱處理硬度可達67-70HRC,但也有採取特殊熱處理方法,得到67-68HRC硬度,使其切削性能(特別是間斷切削)得到改善,提高沖擊韌性。鈷高速鋼可製成各種刀具,用於切削難加工材料效果很好,又因其磨削性能好,可製成復雜刀具,國際上用得很普遍。但中國鈷資源缺乏,鈷高速鋼價格昂貴,約為普通高速鋼的5-8倍。
鋁高速鋼
牌號為W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入鋁(Al)和硅(Si)、鈮(Nb)元素,來提高熱硬性、耐磨性。適合中國資源情況,價格較低。熱處理硬度可達到68HRC,熱硬性也不錯。但是這種鋼易氧化及脫碳,可塑性、可磨性稍差,仍需改進。國際市場上高性能高速鋼使用量已經超過普通高速鋼25-30%。
本站註:按照通常的國際標准,只有含鈷量在2%以上的高速鋼才稱為高性能高速鋼,代號為HSS-E。其它如鋁高速鋼等,雖然性能較普通高速鋼有所提高,但尚未有證據表明可以達到鈷高速鋼的同等性能。
粉末冶金高速鋼
圖二:粉末冶金高速鋼及其製品。
近幾年來高速鋼的最大變革就是發展了粉末冶金高速鋼,它的能優於熔煉高速鋼。用高壓氬氣或氮氣霧化熔融高速鋼水,得到細小高速鋼粉末,篩選後為0.4mm以下的顆粒;在真空(0.04Hg)狀態下,密閉燒結達到密度65%;再在1100℃高溫、300MPa高壓下製成密度100%的鋼坯,然後鍛軋成鋼材,這樣有效地解決了熔煉高速鋼在鑄錠時要產生粗大碳化物偏析的問題,而它無論截面多大,其碳化物級別均為一級。碳化物晶粒極細,小於0.002mm,而熔煉高速鋼碳化物晶粒為0.008-0.02mm。
牌號為CPM T15的粉末冶金高速鋼,它的強度、韌性分別是同化學成分的熔煉高速鋼的2倍及2.5倍。盡管含釩量達5%,但由於碳化物晶粒細,可磨性依然很好。高溫熱硬度也比熔煉高速鋼提高0.5-1HRC。
又由於其物理機械性能高度各向同性,淬火變形小。碳化物顆粒均勻分布的表面較大,不易從刀具的切削刃上剝落,小尺寸刀具耐磨性提高1.5-2倍,大尺寸刀具提高20-30%。
粉末冶金高速鋼具有良好的力學性能,適合製造:間斷切削條件下易崩刃的刀具、強度高而切削刃又必須鋒利的刀具,如插齒刀、滾刀、銑刀,高壓動載荷下使用的刀具。
它的碳化物偏析小,晶粒細,可磨性好,適合製造:大尺寸刀具、精密刀具、復雜刀具。這類材料的高溫熱硬度高,又適合製造難加工材料所用的刀具,確實是面面俱到。
粉末冶金高速鋼生產過程較復雜,造價較高。中國鋼廠提供的品種較少,市場用量也很少。國際上著名鋼廠如美國Crucible公司已可提供近二十種粉末冶金高速鋼,日本神戶制鋼所、日立金屬公司均可提供近十種粉末冶金高速鋼,供應量也在迅速增長。日本著名的OSG公司用粉末冶金高速鋼製造了鑽頭、銑刀、絲錐,NACHI公司製造了滾刀、插齒刀、剃齒刀。有理由相信技術性能高的粉末冶金高速鋼將會得到更廣泛的應用,為金屬加工業帶來新的發展。